Төмрийн нэгдлүүд. Төмөр: физик, химийн шинж чанар

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 17:52

Төмөр болон түүний хайлшаар хийсэн анхны бүтээгдэхүүнүүд малтлагын үеэр олдсон бөгөөд МЭӨ 4-р мянганы үед хамаарах болно. Өөрөөр хэлбэл, эртний египетчүүд, шумерчууд хүртэл энэ бодисын солирын ордуудыг үнэт эдлэл, гэр ахуйн эд зүйл, зэвсэг хийхэд ашигладаг байсан.

Өнөөдөр төрөл бүрийн төмрийн нэгдлүүд, түүнчлэн цэвэр металл нь хамгийн түгээмэл бөгөөд хэрэглэгддэг бодис юм. 20-р зууныг төмөр гэж үздэг байсан нь гайхах зүйл биш юм. Эцсийн эцэст, хуванцар болон холбогдох материалыг бий болгож, өргөнөөр ашиглахаас өмнө энэ нэгдэл нь хүмүүсийн хувьд шийдвэрлэх ач холбогдолтой байв. Энэ элемент гэж юу вэ, ямар бодис үүсгэдэг вэ гэдгийг бид энэ нийтлэлд авч үзэх болно.

Төмрийн химийн элемент

Хэрэв бид атомын бүтцийг авч үзвэл юуны түрүүнд түүний үелэх систем дэх байршлыг зааж өгөх хэрэгтэй.

1. Эхлэх дугаар - 26.
2. Үе бол дөрөв дэх том үе.
3. Найм дахь бүлэг, хоёрдогч дэд бүлэг.
4. Атомын жин 55, 847.
5. Гадна электрон бүрхүүлийн бүтцийг 3d⁶4s^{2 томъёогоор илэрхийлнэ.}
6. Химийн элементийн тэмдэг - Fe.
7. Нэр - төмөр, уншихтомъёо - "феррум".
8. Байгаль дээр тухайн элементийн 54, 56, 57, 58 массын тоотой тогтвортой дөрвөн изотоп байдаг.

Төмрийн химийн элемент нь мөн тогтвортой биш 20 орчим өөр изотоптой. Боломжит исэлдэлт нь энэ атомыг харуулж чадна:

• 0;
• +2;
• +3;
• +6.

Зөвхөн элемент өөрөө чухал төдийгүй түүний төрөл бүрийн нэгдлүүд болон хайлшууд бас чухал.

Физик шинж чанар

Энгийн бодисын хувьд төмөр нь тодорхой металл шинж чанартай физик шинж чанартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь саарал өнгөтэй, уян хатан, уян хатан чанар сайтай, хайлах, буцалгах температур өндөртэй, мөнгөлөг цагаан өнгөтэй металл юм. Хэрэв бид шинж чанаруудыг илүү нарийвчлан авч үзвэл:

• хайлах цэг - 1539 0С;
• буцалгана - 2862 0C;
• үйл ажиллагаа - дунд зэргийн;
• галд тэсвэртэй - өндөр;
• тодорхой соронзон шинж чанарыг харуулдаг.

Нөхцөл байдал, янз бүрийн температураас хамааран төмрийг үүсгэдэг хэд хэдэн өөрчлөлтүүд байдаг. Тэдний физик шинж чанар нь болор тор нь ялгаатай байдгаас ялгаатай.

1. Альфа хэлбэр буюу феррит нь 769 хэм хүртэл байдаг 0C.
2. 769-аас 917 хүртэл 0C - бета хэлбэр.
3. 917-1394 0С - гамма хэлбэр буюу аустенит.
4. 1394-с дээш 0S - сигма төмөр.

Бүх өөрчлөлт орсонянз бүрийн төрлийн болор торны бүтэц, мөн соронзон шинж чанараараа ялгаатай.

Химийн шинж чанар

Дээр дурьдсанчлан төмрийн энгийн бодис нь дунд зэргийн химийн идэвхжилтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч нарийн тархсан төлөвт агаарт аяндаа гал авалцаж, харин метал нь өөрөө цэвэр хүчилтөрөгчөөр шатдаг.

Зэврэх чадвар өндөр тул энэ бодисын хайлш нь хайлшийн нэгдлээр бүрсэн байдаг. Төмөр нь дараахтай харьцах чадвартай:

• хүчил;
• хүчилтөрөгч (агаар орно);
• саарал;
• галоген;
• халаахад - азот, фосфор, нүүрстөрөгч, цахиуртай;
• идэвхи багатай металлын давстай, тэдгээрийг энгийн бодис болгон бууруулдаг;
• шууд steam-тай;
• исэлдэлтийн төлөвт байгаа төмрийн давстай +3.

Иймэрхүү идэвхийг харуулсан металл нь төрөл бүрийн, туйлшралтай олон төрлийн нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг нь ойлгомжтой. Тэгээд ийм зүйл болдог. Төмөр ба түүний нэгдлүүд нь маш олон янз бөгөөд шинжлэх ухаан, технологи, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт ашиглагддаг.

Байгальд тархсан

Байгалийн төмрийн нэгдлүүд нэлээд түгээмэл байдаг, учир нь энэ нь манай гариг дээр хөнгөн цагааны дараа ордог хамгийн элбэг элемент юм. Үүний зэрэгцээ, цэвэр хэлбэрээрээ метал нь солируудын нэг хэсэг болох маш ховор бөгөөд энэ нь түүний сансарт их хэмжээний хуримтлал байгааг харуулж байна. Үндсэн масс нь хүдэр, чулуулаг, эрдэс бодисын найрлагад агуулагддаг.

ХэрэвБайгаль дээрх тухайн элементийн хувийн жингийн талаар ярихын тулд дараах тоонуудыг өгч болно.

1. Газар дээрх гаригуудын цөм - 90%.
2. Дэлхийн царцдас - 5%.
3. Дэлхийн мантид - 12%.
4. Дэлхийн цөмд - 86%.
5. Голын усанд - 2 мг/л.
6. Далай болон далайд - 0.02 мг/л.

Хамгийн түгээмэл төмрийн нэгдлүүд нь дараах эрдсүүдийг үүсгэдэг:

• магнетит;
• лимонит эсвэл хүрэн төмөр чулуу;
• вивианит;
• пирротит;
• пирит;
• sideite;
• марказит;
• lellingite;
• Mispicel;
• милантерит болон бусад.

Энэ бол бүрэн жагсаалтаас хол байна, учир нь тэд үнэхээр маш олон байдаг. Үүнээс гадна хүний бүтээсэн төрөл бүрийн хайлш өргөн тархсан байдаг. Эдгээр нь мөн ийм төмрийн нэгдлүүд бөгөөд үүнгүйгээр хүмүүсийн орчин үеийн амьдралыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Эдгээр нь хоёр үндсэн төрлийг агуулдаг:

• цутгамал;
• ган.

Түүгээр ч зогсохгүй төмөр нь никелийн хайлшийн үнэ цэнэтэй нэмэлт юм.

Төмрийн(II) нэгдлүүд

Эдгээрт үүсгэгч элементийн исэлдэлтийн төлөв +2 байгаа нь хамаарна. Эдгээр нь нэлээд олон, учир нь эдгээр нь:

• оксид;
• гидроксид;
• хоёртын нэгдлүүд;
• нийлмэл давс;
• нийлмэл нэгдлүүд.

Төмрийн заасан исэлдэлтийн зэрэгтэй химийн нэгдлүүдийн томъёо нь анги тус бүрээр тус тусад нь байдаг. Тэдгээрээс хамгийн чухал бөгөөд нийтлэгийг нь авч үзье.

1. Төмрийн исэл (II). Усанд уусдаггүй хар нунтаг. Холболтын шинж чанар нь үндсэн юм. Энэ нь хурдан исэлдүүлэх чадвартай боловч энгийн бодис болгон амархан бууруулж чаддаг. Энэ нь хүчилд уусч, холбогдох давсыг үүсгэдэг. Томъёо - FeO.
2. Төмрийн(II) гидроксид. Энэ нь цагаан аморф тунадас юм. Давсыг суурьтай (шүлтлэг) урвалд оруулснаар үүсдэг. Энэ нь сул үндсэн шинж чанартай, агаарт төмрийн нэгдлүүдийг +3 болгон хурдан исэлдүүлэх чадвартай. Формула - Fe(OH)_2.
3. Заасан исэлдэлтийн төлөвт байгаа элементийн давс. Дүрмээр бол тэд уусмалын цайвар ногоон өнгөтэй, агаарт ч сайн исэлдэж, хар хүрэн өнгө олж авч, төмрийн давс болж хувирдаг 3. Тэд усанд уусдаг. Нийлмэл жишээ: FeCL₂, FeSO₄, Fe(NO₃)_2.

Тохируулсан бодисуудын практик ач холбогдол нь хэд хэдэн нэгдлүүдтэй байдаг. Нэгдүгээрт, төмрийн (II) хлорид. Энэ нь цус багадалттай хүний биед ионы гол нийлүүлэгч юм. Өвчтөнд ийм өвчин оношлогдвол тухайн нэгдэл дээр үндэслэсэн нарийн төвөгтэй бэлдмэлүүдийг зааж өгдөг. Бие дэх төмрийн дутагдлыг ингэж нөхдөг.

Хоёрдугаарт, төмрийн сульфат, өөрөөр хэлбэл төмрийн (II) сульфатыг зэсийн хамт тариалангийн газар тариалангийн хортон шавьжийг устгахад ашигладаг. Энэ арга нь арав гаруй жилийн турш үр дүнтэй болохыг нотолсон тул цэцэрлэгчид болон цэцэрлэгчид маш их талархаж байна.

Мора давс

Энэ холболтЭнэ нь усжуулсан төмөр ба аммонийн сульфат юм. Түүний томъёог FeSO₄(NH₄)₂SO_{4 гэж бичсэн.} 6H_{2O. Практикт өргөн хэрэглэгддэг төмрийн (II) нэгдлүүдийн нэг. Хүний хэрэглээний үндсэн чиглэлүүд нь дараах байдалтай байна.}

1. Эмийн эм.
2. Шинжлэх ухааны судалгаа, лабораторийн титриметрийн шинжилгээ (хром, калийн перманганат, ванадий тодорхойлоход).
3. Эм - өвчтөний биед төмрийн дутагдалтай хоолонд нэмэлт бодис болгон.
4. Мора давс нь ялзралаас хамгаалдаг тул модон эдлэлийг шингээхэд зориулагдсан.

Энэ бодисыг өөр газар хэрэглэдэг. Энэ нь илэрхий шинж чанарыг анх нээсэн Германы химичийг хүндэтгэн нэрээ авсан.

Төмрийн (III) исэлдэлтийн төлөвтэй бодисууд

Төмрийн нэгдлүүдийн шинж чанар нь +3 исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг нь дээр дурдсанаас арай өөр юм. Тиймээс харгалзах исэл ба гидроксидын шинж чанар нь үндсэн байхаа больсон боловч амфотерик шинж чанартай байдаг. Гол бодисуудын тайлбарыг өгье.

1. Төмрийн исэл (III). Нунтаг нь нарийн талст, улаан хүрэн өнгөтэй. Энэ нь усанд уусдаггүй, бага зэрэг хүчиллэг, илүү амфотер шинж чанартай байдаг. Томъёо: Fe₂O_3.
2. Төмрийн(III) гидроксид. Шүлтүүд нь харгалзах төмрийн давстай урвалд ороход тунадас үүсгэдэг бодис. Түүний зан чанар нь амфотерик, өнгө нь хүрэн хүрэн өнгөтэй. Томъёо: Fe(OH)_3.
3. Fe³⁺ катион агуулсан давс. Гидролиз үүсч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгардаг тул карбонатаас бусад ихэнхийг нь тусгаарласан. Зарим давсны томъёоны жишээ: Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO4₎3_{, FeCL}3, _FeBr3 _{болон бусад.}

Дээрх жишээнүүдээс практик талаас нь авч үзвэл FeCL₃6H_{2O гэх мэт талст гидрат, эсвэл төмрийн хлоридын гексагидрат нь чухал (III). Цус багадалтын үед цус алдалтыг зогсоож, бие дэх төмрийн ионыг нөхөх зорилгоор анагаах ухаанд хэрэглэдэг.}

Төмрийн(III) сульфат 9-гидрат нь коагулянтын үүрэг гүйцэтгэдэг тул ундны усыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг.

Төмрийн(VI) нэгдлүүд

Төмрийн исэлдэлтийн тусгай төлөвтэй +6 байдаг химийн нэгдлүүдийн томъёог дараах байдлаар бичиж болно:

• K₂FeO_4;
• Na₂FeO_4;
• MgFeO_{4 болон бусад.}

Тэд бүгд нийтлэг нэртэй - ферратууд - мөн ижил төстэй шинж чанартай (хүчтэй бууруулагч бодис). Тэд мөн халдваргүйжүүлж, нян устгах нөлөөтэй байдаг. Энэ нь тэдгээрийг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ундны усыг цэвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог.

Нийлмэл нэгдлүүд

Тусгай бодисууд нь зөвхөн аналитик химийн шинжлэх ухаанд маш чухал байдаг. Давсны усан уусмалд үүсдэг хүмүүс. Эдгээр нь төмрийн цогц нэгдлүүд юм. Хамгийн алдартай бөгөөд сайн судлагдсан нь дараах байдалтай байна.

1. Калийн гексацианоферрат (II)K₄[Fe(CN)₆]. Нэгдлийн өөр нэр нь цусны шар давс юм. Энэ нь уусмал дахь Fe³⁺ төмрийн ионыг чанарын хувьд тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Нөлөөлөлд өртсөний үр дүнд уусмал нь үзэсгэлэнтэй тод цэнхэр өнгийг олж авдаг, учир нь өөр нэг цогцолбор үүсдэг - Прусс цэнхэр KFe³⁺[Fe²⁺ (CN) _{6]. Эрт дээр үеэс даавууны будаг болгон ашиглаж ирсэн.}
2. Калийн гексацианоферрат (III) K₃[Fe(CN)₆]. Өөр нэг нэр нь цусны улаан давс юм. Төмрийн ион Fe^{2+ тодорхойлох чанарын урвалж болгон ашигладаг. Үүний үр дүнд цэнхэр тунадас үүсдэг бөгөөд үүнийг Turnbull blue гэж нэрлэдэг. Мөн даавууны будаг болгон ашигладаг.}

Органик бодис дахь төмөр

Төмөр ба түүний нэгдлүүд нь бидний харж байгаагаар хүний эдийн засгийн амьдралд маш их практик ач холбогдолтой юм. Гэсэн хэдий ч үүнээс гадна түүний бие махбод дахь биологийн үүрэг нь үүнээс дутахгүй агуу юм.

Энэ элементийг агуулсан уураг хэмээх маш чухал органик нэгдэл байдаг. Энэ бол гемоглобин юм. Түүний ачаар хүчилтөрөгч тээвэрлэж, хийн солилцоог жигд, цаг тухайд нь хийдэг. Тиймээс төмрийн амин чухал үйл явц болох амьсгалын үйл явцад гүйцэтгэх үүрэг ердөө л асар том юм.

Хүний биед нийтдээ 4 гр орчим төмөр агуулагддаг бөгөөд үүнийг хэрэглэсэн хоол хүнсээр байнга нөхөж байх ёстой.